DE102021105980A1

DE102021105980A1 - Luftführungseinrichtung zum Lüften und Entlüften eines Raumes gegenüber einer außerhalb des Raumes angeordneten Umgebung sowie Lüftungsanordnung mit einer Luftführungseinrichtung und einer Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung

Info

Publication number: DE102021105980A1
Application number: DE102021105980.1A
Authority: DE
Inventors: gleich Anmelder Erfinder
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2021-03-11
Filing date: 2021-03-11
Publication date: 2022-09-15

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Luftführungseinrichtung zum Belüften und Entlüften eines Raumes gegenüber einer außerhalb des Raumes angeordneten Umgebung durch eine Raumhülle mit einer Zuluftführung in einer Zulufthülle und einer Abluftführung in einer Ablufthülle, wobei die Zuluftführung und die Abluftführung mit einem Trennelement voneinander abgetrennt und um eine gemeinsame Längsachse ineinander angeordnet sind, wobei ein Wärmeübergang zwischen der Zuluftführung und der Abluftführung zum Rückgewinnen von Wärme des Raumes mittels eines ersten Wärmeübergangs durch das Trennelement ermöglicht ist, wobei die Ablufthülle die Zulufthülle umgibt, sodass die Abluftführung die Zuluftführung umgibt und die Zulufthülle das Trennelement bildet, wobei eine Isolierung die Ablufthülle umgibt und einen zweiten Wärmeübergang von der Abluftführung zur Umgebung reduziert. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine entsprechende Lüftungsanordnung.

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftführungseinrichtung zum Belüften und Entlüften eines Raumes gegenüber einer außerhalb des Raumes angeordneten Umgebung durch eine Raumhülle mit einer Zuluftführung in einer Zulufthülle und einer Abluftführung in einer Ablufthülle, wobei die Zuluftführung und die Abluftführung mit einem Trennelement voneinander abgetrennt und um eine gemeinsame Längsachse ineinander angeordnet sind, wobei ein Wärmeübergang zwischen der Zuluftführung und der Abluftführung zum Rückgewinnen von Wärme des Raumes mittels eines ersten Wärmeübergangs durch das Trennelement ermöglicht ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Lüftungsanordnung mit einer solchen Luftführungseinrichtung und einer Einrichtung zur kontrollierten Wonhraumlüftung.
Bekannte Luftführungseinrichtungen der genannten Art sind häufig aufwändig gestaltet und weisen dazu, insbesondere bei niedrigen Differenztemperaturen zwischen Zuluft und Abluft, einen relativ schlechten Wirkungsgrad auf.
Die GB 2 474 529 offenbart ein Belüftungssystem mit Wärmerückgewinnung, bei welchem eine Zuluft und eine Abluft mit einer aufwändigen Konstruktion miteinander in Wärmeaustausch gebracht werden.
Die WO 2015/147728 A1 offenbart einen rohrförmigen, eckigen Stromwärmetauscher. Dieser wird zum Belüften und Entlüften eines Gebäudes eingesetzt. Dabei erfolgt ebenfalls ein mit einer aufwändigen Konstruktion realisiertes aneinander vorbeiführen von Zuluft und Abluft für einen Wärmeaustausch.
In der DE 296 13 438 U1 wird eine Be- und Entlüftungsvorrichtung zur Zu- und Abfuhr von Luft in einem Gebäude offenbart. Die Vorrichtung umfasst ein aufwändiges Register zum Austauschen von Wärme zwischen Zu- und Abfuhr von Luft. Der Aufbau der Vorrichtung erfolgt dabei analog eines Abgasschornsteins einer Brennwerttherme, nämlich mittels einer Zuluftführung außerhalb einer Abluftführung.
Weiterhin sind Möglichkeiten einer Isolierung für Luftführungsrohre bekannt, beispielsweise in der DE 298 17 169 U1 .
Die DE 32 290 88 A1 offenbart einen Kamin zum Abzug von Rauch. Hierbei erfolgt jedoch kein Wärmeaustausch.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Stand der Technik zu verbessern.
Die Aufgabe wird gelöst durch eine Luftführungseinrichtung zum Belüften und Entlüften eines Raumes gegenüber einer außerhalb des Raumes angeordneten Umgebung durch eine Raumhülle mit einer Zuluftführung in einer Zulufthülle und einer Abluftführung in einer Ablufthülle, wobei die Zuluftführung und die Abluftführung mit einem Trennelement voneinander abgetrennt und um eine gemeinsame Längsachse ineinander angeordnet sind, wobei ein Wärmeübergang zwischen der Zuluftführung und der Abluftführung zum Rückgewinnen von Wärme des Raumes mittels eines ersten Wärmeübergangs durch das Trennelement ermöglicht ist, wobei die Ablufthülle die Zulufthülle umgibt, sodass die Abluftführung die Zuluftführung umgibt und die Zulufthülle das Trennelement bildet, wobei eine Isolierung die Ablufthülle umgibt und einen zweiten Wärmeübergang von der Abluftführung zur Umgebung reduziert.
Eine solche Luftführungseinrichtung weist mehrere Vorteile auf. Zum einen wird die in der Abluftführung geführte und die Zuluftführung umgebende Abluft mittels der Isolierung derart eingehaust, dass ein Wärmeübergang zur Umgebung deutlich reduziert ist. Die Abluft bleibt dabei auf ihrem gesamten Weg durch die Luftführungseinrichtung, insbesondere durch die Abluftführung, möglichst warm. Die zwischen Abluftführung und Zuluftführung befindliche Zulufthülle bildet dabei das Trennelement und wirkt als Wärmeübertrager zur in der Zuluftführung geführten Zuluft. Die mittels der Isolierung möglichst warm gehaltene Abluft kann dabei bestmöglich ihre enthaltene Wärme an die Zuluft übergeben, insbesondere übertragen, sodass ein möglichst wirksamer Wärmeübergang zwischen Abluft und Zuluft erfolgt. Die ist vor allem durch einen vergleichsweise hohen Wärmegradienten ermöglicht. Der Wirkungsgrad dieser Luftführungseinrichtung ist damit, insbesondere auch bei niedrigen Differenztemperaturen zwischen Abluft und Zuluft, dennoch sehr hoch.
Weiterhin kann durch die Anordnung der Zuluftführung innerhalb der Abluftführung keinerlei Wärme der bereits ganz oder teilweise erwärmten Zuluft in Richtung der Umgebung abfließen. Die Zuluftführung ist über einen Großteil des Strömungsweges von der Abluftführung umgeben und daher schon konstruktiv gegenüber der Umgebung isoliert.
Folgende Begriffe seien an dieser Stelle erläutert:
Eine „Luftführungseinrichtung“ zum Belüften und Entlüften eines Raumes ist beispielsweise eine Zuluft-/Ablufthaube, welche beispielsweise an einem Gebäude oder einem Raum eingesetzt wird, um in einer Abluft befindliche Wärme aus dem Raum zumindest teilweise in eine Zuluft zu übertragen. Somit dient eine solche Luftführungseinrichtung der Energieeinsparung bei einem Belüften und Entlüften eines Raumes oder beispielsweise auch eines Gebäudes.
Ein „Belüften“ bezeichnet dabei das kontrollierte Zuführen von entsprechender Luft in den Raum. Entsprechend bezeichnet ein „Entlüften“ ein Abführen von Abluft aus dem Raum. In diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, dass die Begriffe „Zuluft“ sowie „Abluft“ in der Lüftungstechnik je nach Anordnung im Lüftungssystem auch unter der jeweiligen Begrifflichkeit „Außenluft“ sowie „Fortluft“ genutzt werden können. Im jeweiligen Kontext hier der jeweilig lüftungstechnisch korrekte Begriff zu verstehen. „Zuluft“ kann daher auch „Außenluft“ bezeichnen, „Abluft“ auch „Fortluft“. Gleiches gilt auch für die mit diesen Begriffen gebildeten Bezeichnungen, beispielsweise kann eine „Abluftführung“ auch eine „Fortluftführung sein.
Eine „Umgebung“ kann dabei beispielsweise im Falle eines Gebäudes die Umgebung des Gebäudes sein, welche Außentemperatur aufweist. Beispielsweise kann eine solche Umgebung aber auch der Innenraum einer Industriehalle sein, in welcher ein Raum, beispielsweise in Form eines Arbeitscontainers, aufgestellt ist. Die Luftführungseinrichtung dient dann in diesem Fall zum Belüften und Entlüften des entsprechenden Containers. Allgemein ist eine Umgebung die den zu Be- und entlüftenden Bereich umgebende, vom jeweiligen Raum abgegrenzte Luftmenge.
Eine „Raumhülle“ beschreibt dabei die physikalische Begrenzung des entsprechenden Raumes. Beispielsweise handelt es sich bei einer solchen Raumhülle um eine Außenwand eines Containers, eine Gebäudewand, ein Dach, eine Dachhaut oder ein anderes Element, durch welches die Luftführungseinrichtung hindurchgeführt ist, um den Raum zu Belüften oder zu Entlüften.
Eine „Zuluftführung“ beschreibt einen Kanal oder eine schachtartige Anordnung, in welcher Zuluft geführt werden kann. Eine solche Zuluftführung wird umgeben von einer entsprechenden „Zulufthülle“. Eine solche Zulufthülle ist dabei die physische Begrenzung der Zuluftführung, beispielsweise mittels einer Wandung. Analog dazu ist eine „Abluftführung“ eine schachtartige oder rohrartige Wegstrecke, in welcher Abluft geführt wird. Entsprechend umgibt eine „Ablufthülle“ diese Abluftführung physisch, beispielweise als Wandung.
Ein „Trennelement“ kann jedes technische Mittel sein, welches die Zuluftführung von der Abluftführung mechanisch trennt und damit einen Luftaustausch und/oder Strömungsaustausch bestenfalls vollständig unterbindet. Weiterhin dient das Trennelement zum Erreichen eines Wärmeübergangs von der Abluft an die Zuluft, sodass das Trennelement als Wärmeleiter dient.
Eine „Längsachse“ beschreibt eine Bezugsachse der Luftführungseinrichtung. Diese Längsachse verläuft dabei entlang oder im Wesentlichen entlang der Ausdehnung der Zuluftführung und/oder der Abluftführung und somit entlang oder im Wesentlichen entlang der jeweiligen Strömungsrichtung der Abluft oder Zuluft in der Luftführungseinrichtung. Dabei muss die Längsachse nicht mathematisch exakt entlang einer Schwerpunktsachse oder Strömungsachse verlaufen, sondern bezieht sich hierbei auf eine Achse, welche im Rahmen von technisch üblichen Abweichungen zu einer solchen Bezeichnung gewählt wird.
Ein „Wärmeübergang“ beschreibt ein Übertragen von Wärmeenergie zwischen einem Medium und einem zweiten Medium, wobei im vorliegenden Beispiel ein konvektiver Wärmeübergang von der Abluft an das Trennelement, eine Wärmeleitung durch das Trennelement sowie dann wiederum ein konvektiver Wärmeübergang zur Zuluft erfolgt. Mit einem solchen Wärmeübergang ist dabei allgemein ein Übertragen von Wärmeenergie bezeichnet, gleichwohl auf welchem physikalischen Prinzip dieser Wärmeübergang beruht.
Ein „Rückgewinnen von Wärme“ beschreibt hierbei den Prozess, welcher dazu dient, das Belüften und das Entlüften des Raumes möglichst energieeffizient zu gestalten, indem in der Abluft noch befindliche Wärme dieser Abluft beim Entlüften entzogen und der Zuluft beim Belüften wieder zugeführt wird. Somit strömt entsprechende Abluft kälter in die Umgebung, was keinen negativen Effekt hervorruft. Entsprechend Zuluft ist jedoch vorgewärmt und es bedarf daher weniger anderer Energie, beispielsweise aus fossilen Brennstoffen, um die Zuluft auf eine angenehme Temperatur aufzuwärmen.
Es sei hierzu angemerkt, dass eine Anordnung der Zuluftführung und der Abluftführung „ineinander“ sowohl eine konzentrische Anordnung der Abluftführung um die Zuluftführung herum als auch eine andere geometrische Anordnung beschreibt, bei welcher die Abluftführung die Zuluftführung umgibt. Hierbei ist unerheblich, welche Form eine entsprechende Zulufthülle oder auch eine entsprechende Ablufthülle aufweist. So kann beispielsweise eine quadratische Ablufthülle eine runde Zulufthülle umgeben, sodass die Zuluftführung innerhalb der runden Zulufthülle und die Abluftführung zwischen der runden Zulufthülle und der quadratischen Ablufthülle gebildet ist. Es ist jedoch hier auch jede andere geometrische Ausgestaltung der entsprechenden Zulufthülle und/oder Ablufthülle denkbar, solange die Abluftführung die Zuluftführung umgibt.
Eine „Isolierung“ beschreibt beispielsweise einen Stoff oder auch eine mit diesem Stoff realisierte Anordnung, welcher oder welche der Wärmedämmung im physikalischen Sinne dient und damit einen Durchgang oder einen Übergang von Wärme durch eben diese Isolierung reduziert. Als Isolierung können hier sogenannte Isolierstoffe eingesetzt werden, welche üblicherweise einen sehr geringen Wärmedurchgangskoeffizienten aufweisen. Beispielsweise ist eine solche Isolierung als Elastomerschaum, Polystyrolschaum oder Naturfasermaterial ausgeführt.
Um die Luftführungseinrichtung besonders effizient zu gestalten, ist die Isolierung konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch um die Ablufthülle angeordnet.
Eine solche Isolierung kann dabei die Ablufthülle vollständig umgeben und beispielsweise mittels eines weiteren Elementes gegenüber der Umgebung abgeschirmt sein. Dies kann insbesondere dazu dienen, dass die Isolierung keine Feuchte aufnimmt.
Analog zur beschriebenen Anordnung „ineinander“ beschreibt hierbei der Begriff „konzentrisch“ eine Anordnung, bei welcher die Isolierung und die Ablufthülle eine gemeinsame oder zumindest eine parallel zueinander verlaufende Längsachse aufweisen. „im Wesentlichen konzentrisch“ beschreibt hierbei eine Abweichung von Konzentrizität, welche den gewünschten technischen Zweck noch erreicht, jedoch nicht mehr mathematisch exakt ist. Eine solche im Wesentlichen konzentrisch gewählte Anordnung liegt dabei im Bereich üblicher technischer Abweichungen, beispielsweise einer leicht exzentrischen Anordnung.
Um die Luftführungseinrichtung effizient und günstig fertigen zu können, ist oder sind die Zulufthülle, die Ablufthülle, die Isolierung und/oder eine die Isolierung einfassende Schutzhülle rohrförmig, insbesondere zylindrisch, ausgebildet, und insbesondere als konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch angeordnete Rohre im Verhältnis zueinander ansteigenden Durchmessers ausgebildet.
Somit kann in einer einfachsten Ausführungsform die Luftführungseinrichtung aus drei ineinander geführten Rohren unterschiedlichen Durchmessers gebildet sein, wobei ein Rohr eines geringen Durchmessers die Zulufthülle bildet, ein Rohr eines weiteren etwas größer gewählten Durchmessers die Ablufthülle bildet und die Isolierung zwischen der Ablufthülle und einer Schutzhülle eines großen Durchmessers eingefasst ist. Damit wird die Luftführungseinrichtung mittels dreier, einfach ineinander steckbarer Rohre gebildet.
„Rohrförmig“ beschreibt dabei eine Geometrie, bei welcher ein Umfang eines entsprechenden Elementes vollständig geschlossen ist, sodass eine Luftführung ohne Verlust von Luftmasse und/oder Luftdruck innerhalb einer solchen rohrförmigen Konstruktion möglich ist.
„Zylindrisch" beschreibt dabei eine runde, rohrförmige Ausgestaltung.
Ein „Rohr“ bezeichnet dabei jeden Hohlkörper länglicher Ausgestaltung, dessen Länge in der Regel wesentlich größer ist als sein Durchmesser. Ein Rohr ist dabei aus einem relativ unflexiblen Material gebildet. Beispielsweise ist ein solches Rohr aus einem Metall, einem Kunststoff oder auch aus einem Naturmaterial gebildet.
Ein „im Verhältnis zueinander ansteigender Durchmesser“ beschreibt die geometrische Relation der Rohre oder rohrförmigen Elemente zueinander derart, dass beispielsweise die Zulufthülle einen geringeren Durchmesser aufweist als die Ablufthülle, die Ablufthülle einen geringeren Durchmesser aufweist als die Isolierung und/oder eine die Isolierung einfassende Schutzhülle.
Um eine Montage der Luftführungseinrichtung möglichst einfach zu gestalten, ist ein Zuluftanschluss an die Zulufthülle axial entlang der Längsachse und/oder ein Abluftanschluss an die Ablufthülle in einem Winkel zur Längsachse, insbesondere seitlich, angeschlossen.
Diese Ausgestaltung ermöglicht es, mit einfachen Elementen der Lüftungstechnik, beispielsweise Wickelfalzrohren, entlang der Längsachse die Zulufthülle mittels beispielsweise einer Steckverbindung anzuschließen und die Ablufthülle seitlich mit einem weiteren angesteckten Rohr anzuschließen. Hierzu ist beispielsweise die Schutzhülle sowie die Isolierung und die Ablufthülle an einer Stelle seitlich durchbrochen, sodass ein Anschluss gebildet ist.
Ein „Winkel“ zur Längsachse beschreibt dabei einen technisch sinnvoll gewählten Winkel, welcher von 0° zur Längsachse abweicht. Beispielsweise ist hier ein Winkel zwischen 25° und 90°, insbesondere zwischen 45° und 60° gewählt. Winkelangaben beziehen sich hierbei auf einen Vollwinkel von 360°.
„Seitlich‟ beschreibt hierbei, dass eine Bezugsachse des Abluftanschlusses schräg zur Längsachse der Luftführungseinrichtung angeordnet ist.
Ein „Abluftanschluss“ ist dabei beispielsweise ein Rohr oder ein Rohrflansch, welcher eine luftführende Verbindung zur Ablufthülle und damit zur Abluftführung herstellt. Ein solcher Abluftanschluss kann dabei auch weitere Anschlussmöglichkeiten, wie beispielsweise eine Steckverbindung, aufweisen.
In einer Ausführungsform umgibt die Isolierung die Ablufthülle entlang eines Umfangs vollständig, insbesondere im Bereich der Raumhülle, wobei die Isolierung und/oder die die Isolierung einfassende Schutzhülle entlang der Längsachse insbesondere über die Raumhülle hinausreicht, sodass ein Aufbringen von zusätzlichen Schichten bis zu beispielsweise 0,5 m Dicke, 0,7 m Dicke oder 1 m Dicke zur Raumhülle die Isolierung entlang der Längsachse nicht überragt.
Mit einer solchen Anordnung ist sichergestellt, dass die Ablufthülle die Abluftführung derart wärmedämmend einschließt, dass insbesondere auf einem längst möglichen Abluftweg, also einem längst möglichen Weg der Abluft, ein Wärmeverlust der Abluft verhindert wird. Somit wird der Wärmübergang der möglichst warm gehaltenen Abluft zur Zuluft zusätzlich verbessert. Dadurch, dass die Isolierung und/oder die die Isolierung einfassende Schutzhülle entlang der Längsachse insbesondere über die Raumhülle hinausragt, kann, beispielsweise einem Einbau der Luftführungseinrichtung in eine Dachhaut, ein Aufbringen eines Grün-Daches oder einer Perimeterdämmung derart berücksichtigt werden, dass die Luftführungseinrichtung dennoch auch diese zusätzlichen Schichten mit voller thermischer Wirksamkeit durchdringt.
Um die Luftführungseinrichtung möglichst robust zu konstruieren und einen Wärmeübergang bestmöglich sicherzustellen, weist die Zulufthülle, die Ablufthülle und/oder die die Isolierung einfassende Schutzhülle ein Metall oder einen Edelstahl auf, wobei insbesondere die Zulufthülle eine Aluminiumlegierung aufweist. Sind die Schutzhülle und die Ablufthülle beispielsweise aus einem Edelstahl gefertigt, so widerstehen diese Bauteile Witterungseinflüssen der Umgebung langfristig. Das Ausführen der Zulufthülle aus einer Aluminiumlegierung stellt sicher, dass ein bestmöglicher Wärmeübergang zwischen Abluft und Zuluft geschaffen wird, da Aluminium ein guter Wärmeleiter ist und dabei eine relativ geringe Wärmekapazität aufweist.
In einer weiteren Ausführungsform schirmt eine Haube an einer Außenseite des Raumes in Richtung einer Oberseite die Zuluftführung gegenüber der Umgebung derart ab, dass ein einfallender Fremdkörper und/oder einfallender Regen von der Zuluftführung gegen ein Eindringen in die Zulufthülle ferngehalten sind. Dazu ist die Haube an einer Außenseite des Raumes in Richtung einer Oberseite angeordnet. Weiterhin kann ein Haubenring die Zuluftführung an einer Außenseite des Gebäudes derart umgeben, dass der Haubenring in Richtung einer Oberseite angeordnet ist und die Abluftführung gegenüber der Umgebung derart abschirmt, dass einfallende Fremdkörper und/oder einfallender Regen von der Abluftführung gegen ein Eindringen in die Ablufthülle ferngehalten sind.
In dieser Ausgestaltung ist sichergestellt, dass Fremdkörper oder auch Regen weder in die Zuluftführung, noch in die Abluftführung eindringen können und einen Wärmeübergang oder Eigenschaften der Zuluft und/oder der Abluft negativ beeinflussen.
Eine „Haube“ beschreibt dabei beispielsweise einen Deckel, eine Abdeckung oder auch ein Abdeckblech, welches insbesondere dachförmig ausgebildet ist, sodass Fremdkörper und/oder Regen sich nicht auf dieser Haube aufstauen, sondern zu einer Seite hin abgeführt werden. Analog dazu ist ein „Haubenring“ beispielsweise ein insbesondere dachförmig ausgeführtes Blechteil oder ein dachförmig ausgeführter Deckel, welcher um die Zuluftführung, insbesondere um die Zulufthülle, so angeordnet ist, dass Fremdkörper und/oder Regen auf dieser Ablaufen und zu einer Seite abgeführt werden.
Eine „Oberseite“ ist dabei insbesondere eine Seite, welche entgegen der Gravitation ausgerichtet ist.
Um auch klimatische Bedingungen in dem Raum bestmöglich zu berücksichtigen und positiv zu beeinflussen, kann der Zuluftführung und der Abluftführung ein Feuchteübertrager zugeordnet sein, sodass in einer durch die Abluftführung geführten Abluft befindliche Feuchtigkeit zurückgehalten und in eine durch die Zuluftführung geführte Zuluft übertragbar ist.
Somit kann beispielsweise ein Entfeuchten der Abluft und auch ein gleichzeitiges Befeuchten der Zuluft oder ein Entfeuchten der Zuluft derart erfolgen, dass überschüssige Feuchte mit der Abluft aus dem Raum abgeführt wird.
Ein „Feuchteübertrager“ kann dabei jede technische Anordnung sein, welche geeignet ist, der Zuluft und/oder der Abluft Feuchte zu entziehen und dem jeweils anderen Luftstrom diese Feuchte zuzuführen. Beispielsweise wird dazu ein Kühlelement zum Auskondensieren der Feuchtigkeit genutzt. Entsprechende kondensierte Feuchtigkeit kann dann in flüssiger Form mittels Rohrleitungen überführt und an einem Verdunster wieder in die entsprechende andere Luftmenge abgegeben werden. Hier kann jedoch auch jede andere Art von Feuchteübertrager eingesetzt werden.
In einem weiteren Aspekt wird die Aufgabe gelöst durch eine Lüftungsanordnung mit einer Luftführungseinrichtung gemäß einer oder mehrerer der vorig beschriebenen Ausführungsformen und einer Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung, wobei eine Zuluft der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung durch die Zuluftführung und eine Abluft der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung durch die Abluftführung geleitet ist.
Übliche Einrichtungen zur kontrollierten Wohnraumlüftung weisen einen Wirkungsgrad von 80 % bis circa 85 % auf. Mit der erfindungsgemäßen Lüftungsanordnung kann die Luftführungseinrichtung dazu genutzt werden, den Wirkungsgrad der gesamten Lüftungsanordnung weiter zu steigern, da in der Abluft der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung noch enthaltene Wärme mittels der erfindungsgemäßen Luftführungseinrichtung der der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung zugeführten Zuluft zugeführt wird. Insgesamt kann je nach Ausführung so ein Zuwachs im Wirkungsgrad von 5 % bis zu 10 % erreicht werden.
Eine „Lüftungsanordnung“ beschreibt dabei beispielsweise ein Gesamtsystem aus einer Luftführungseinrichtung gemäß vorig beschriebener Ausführungsbeispiele und einer Lüftungsanlage zur kontrollierten Wohnraumlüftung. Eine solche Lüftungsanordnung kann dabei weitere Elemente, wie beispielsweise Rohrleitungen, Luftschächte, Befeuchter und Entfeuchter umfassen.
Um die Luftführungsanordnung besonders effizient zu gestalten, erstreckt oder erstrecken sich die Luftführungseinrichtung, insbesondere die Zulufthülle, die Ablufthülle, die Isolierung und/oder die Schutzhülle von der Raumhülle ganz oder teilweise bis zu einer Ebene der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung.
Mit dieser Anordnung kann ein ohnehin notwendiger Luftführungsweg für die Zuluft und die Abluft von der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung bis zur Raumhülle derart genutzt werden, dass ein möglichst wirksamer Wärmeübergang von der Abluft zur Zuluft durchgeführt wird. Dies wird durch einen möglichst langen Strömungsweg durch die Luftführungseinrichtung ermöglicht.
Eine „Ebene“ beschreibt dabei beispielsweise eine Höhe, ein Stockwerk oder einen Ort der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung, welcher einen Abstand zur jeweiligen Raumhülle definiert. Beispielsweise ist eine solche Ebene der Keller eines Gebäudes, wobei die Raumhülle durch die Dachhaut gebildet wird. In diesem Fall wird die Luftführungseinrichtung mit der Zulufthülle, der Ablufthülle sowie auch der Isolierung oder beispielsweise der Schutzhülle von diesem Keller bis zur Dachhaut geführt.
Im Weiteren wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen

1 eine schematische Darstellung einer Montage einer Dachhaube in einer geschnittenen Seitenansicht,
2 eine schematische Darstellung der Dachhaube der 1 im Detail in einer geschnittenen Seitenansicht, sowie
3 ein Haus mit einer Lüftungsanlage und einer Dachhaube entsprechend der Dachhaube der 1 und 2.

Eine Montage 101 zeigt den eingebauten Zustand einer Dachhaube 103 in einer Dachhaut 105. Die Dachhaube 103 ist dabei mittels einer Abdichtung 107 in die Dachhaut 105 eingefügt, sodass kein Regen eindringen kann.
Die Dachhaube 103 umfasst eine Zuluftführung 111 zum Zuführen von Zuluft in das Gebäude sowie eine Abluftführung 113 zum Abführen von Abluft aus dem Gebäude. Die Dachhaube 103 ist dabei so ausgestaltet, dass eine Wärmerückgewinnung von der Abluft in der Abluftführung 113 in die Zuluft in der Zuluftführung 111 ermöglicht ist. Die Abluftführung 113 ist dabei von einer Isolierung 115 umgeben.
Die Zuluftführung 111 ist mittels eines Zuluftrohrs 112 aus Aluminiumblech realisiert. Um das Zuluftrohr 112 ist ein mit größerem Durchmesser gewähltes Abluftrohr 114 angeordnet, welches zwischen Zuluftrohr 112 und Abluftrohr 114 die Abluftführung 113 realisiert. Um das Abluftrohr 114 ist eine Isolierung 115 aus einem Elastomerschaum um den gesamten Umfang angeordnet, wobei die Isolierung 115 von einer aus einem Edelstahlblech gebildeten Hülle 116 geschützt wird, sodass in die Isolierung 115 keine Feuchtigkeit eindringen kann.
An einer innerhalb des Gebäudes liegenden Unterseite ist die Abluftführung 113 mit einem Deckel 117 verschlossen.
An dieser Unterseite ist am Zuluftrohr 112 eine Steckverbindung 121 realisiert, an welcher weitere Luftführungsrohre angeschlossen werden können. Seitlich weist die Abluftführung 113 einen Anschluss 122 auf. Der Anschluss 122 ist mit einem Durchlass 124 durch die Hülle 116, die Isolierung 115 sowie das Abluftrohr 114 realisiert. Somit kann an einer Steckverbindung 123 eine Abluftleitung angeschlossen werden und Abluft und die Abluftführung 113 eingeführt werden.
An einer Oberseite außerhalb der Dachhaut 105 weist die Dachhaube eine Haube 131 auf, welche auf Stützen 132 auf dem Zuluftrohr 112 angeordnet ist. Die Haube 131 verhindert dabei ein Einfallen von Regen und/oder Fremdkörpern in das Zuluftrohr 112. Analog dazu ist ein Haubenring 133 um das Zuluftrohr 112 angeordnet. Der Haubenring 133 ist dabei so groß gewählt, dass die Abluftführung 113 sowie die Isolierung 115 mit der Hülle 116 vollständig überdeckt werden. Somit kann auch kein Regen und/oder kein Fremdkörper in die Abluftführung 113 einfallen.
Das Zuluftrohr 112, das Abluftrohr 114, die Isolierung 115 sowie die Hülle 116 sind konzentrisch um eine gemeinsame Längsachse 161 angeordnet.
In der Dachhaube 103 bildet sich beim Betrieb dann eine Zuluftströmung 181 in der Zuluftführung 111 sowie eine Abluftströmung 183 im Anschluss 122 und in der Abluftführung 113 aus. Dabei erfolgt durch die Aluminiumwandung des Zuluftrohres 112 ein Wärmeübergang von der Abluftströmung 183 zur Zuluftströmung 181, da die Abluft aus dem Gebäude wärmer ist als die Umgebung.
Ein Diagramm 190 zeigt dabei qualitativ den Temperaturverlauf entlang eines Radius. Das Diagramm 190 weist eine Radienachse 191 sowie eine Temperaturachse 192 auf. In diesem Diagramm 190 ist ein Temperaturverlauf 193 aufgezeigt, welcher den Temperaturverlauf entlang des Radius ausgehend von der Längsachse 161 entspricht. Eine relativ niedrige Außentemperatur erhält durch die Isolierung 115 einen steilen Gradienten 196, sodass innerhalb der Abluftführung 113 eine Außenlufttemperatur 197 relativ hoch gehalten wird. Damit stellt sich gegenüber einer Zulufttemperatur 198 ein relativ steiler Gradient 194 ein, sodass durch das aus Aluminium gebildete Zuluftrohr 112 ein guter Wärmeübergang in die Zuluft erreicht wird. Die Zuluftströmung 181 wird damit von der Abluftströmung 183 sehr effizient erwärmt.
Ein Haus 301 weist einen Keller 303 sowie ein Erdgeschoss 305 und ein Dach 307 auf. Im Keller 303 des Hauses 301 ist eine Lüftungsanlage 361 angeordnet, welche als kontrollierte Wohnraumlüftung mittels Luftführungen 363 den Keller 303 sowie das Erdgeschoss 305 be- und entlüftet (nicht im Detail gezeigt).
Das Dach 307 wird durch eine Dachhaube 331 durchbrochen. Die Dachhaube 331 entspricht dabei in ihrem Aufbau der Dachhaube 103 aus vorigem Beispiel.
Die Dachhaube 331 ist mittels eines Doppelwandrohres 333 vom Dach 307 bis in den Keller 303 verlängert, sodass die vollständige Strecke vom Keller 303 zur Dachhaube 331 für eine Rückgewinnung von Restwärme aus der Lüftungsanlage 361 zur Verfügung steht.
Dabei kann die Dachhaube 331 in einer Alternativen zur Dachhaube 103 so ausgestaltet sein, dass anstatt des Deckels 117 entsprechende Verlängerungsrohre an die Außenlufthülle 114 angesteckt sind. Hierbei weisen diese Verlängerungsrohre auch eine Isolierung und eine Hülle analog der Isolierung 115 sowie der Hülle 116 auf. An die Steckverbindung 121 des Zuluftrohres 112 können dabei ebenfalls Verlängerungsstücke angesteckt werden, welche auch aus einem Aluminiumrohr gebildet sind. Der Durchlass 124 kann dann vom Anschluss 122 befreit mit einem isolierten Deckel verschlossen werden. Ein Anschluss an die Abluftführung 113 kann dann im Keller 303 analog zur Haube 103 mittels eines im Keller 303 ausgeführten Anschlusses analog zum Anschluss 122 in einem Durchlass analog zum Durchlass 124 realisiert sein. Somit wird ein modulares System bereitgestellt, mittels dem eine bestmögliche Wärmerückgewinnung zusätzlich zu einer Lüftungsanlage 361 realisierbar ist. Ein Feuchteübertrager (nicht dargestellt) an der Dachhaube 331 stellt dabei sicher, dass in der Abluft befindliche Feuchte aus der Abluft entnommen und in die Zuluft eingebracht wird.
Bezugszeichenliste

101: Montage
103: Dachhaube
105: Dachhaut
107: Abdichtung
111: Zuluftführung
112: Zuluftrohr
113: Abluftführung
114: Abluftrohr
115: Isolierung
116: Hülle
117: Deckel
121: Steckverbindung
122: Anschluss
123: Steckverbindung
124: Durchlass
131: Haube
132: Stütze
133: Haubenring
161: Längsachse
181: Zuluftströmung
183: Abluftströmung
190: Diagramm
191: Radienachse
192: Temperaturachse
193: Temperaturverlauf
194: Gradient
195: Außentemperatur
196: Gradient
197: Außenlufttemperatur
198: Zulufttemperatur
301: Haus
303: Keller
305: Erdgeschoss
307: Dach
331: Dachhaube
333: Doppelwandrohr
361: Lüftungsanlage
363: Luftführung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

GB 2474529 [0003]
WO 2015/147728 A1 [0004]
DE 29613438 U1 [0005]
DE 29817169 U1 [0006]
DE 3229088 A1 [0007]

Claims

Luftführungseinrichtung (103, 331) zum Belüften und Entlüften eines Raumes (303, 305) gegenüber einer außerhalb des Raumes angeordneten Umgebung durch eine Raumhülle (105) mit einer Zuluftführung (111) in einer Zulufthülle (112) und einer Abluftführung (113) in einer Ablufthülle (114), wobei die Zuluftführung (111) und die Abluftführung (113) mit einem Trennelement (112) voneinander abgetrennt und um eine gemeinsame Längsachse (161) ineinander angeordnet sind, wobei ein Wärmeübergang zwischen der Zuluftführung (111) und der Abluftführung (113) zum Rückgewinnen von Wärme des Raumes (303, 305) mittels eines ersten Wärmeübergangs durch das Trennelement (112) ermöglicht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Ablufthülle (114) die Zulufthülle (112) umgibt, sodass die Abluftführung (113) die Zuluftführung (111) umgibt und die Zulufthülle (112) das Trennelement bildet, wobei eine Isolierung (115) die Ablufthülle (114) umgibt und einen zweiten Wärmeübergang von der Abluftführung (113) zur Umgebung reduziert.
Luftführungseinrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (115) konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch um die Ablufthülle (114) angeordnet ist.
Luftführungseinrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulufthülle(112), die Ablufthülle (114), die Isolierung (115) und/oder eine die Isolierung (115) einfassende Schutzhülle (116) rohrförmig, insbesondere zylindrisch, ausgebildet, und insbesondere als konzentrisch oder im Wesentlichen konzentrisch angeordnete Rohre im Verhältnis zueinander ansteigenden Durchmessers ausgebildet, ist oder sind.
Luftführungseinrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuluftanschluss (121) an die Zulufthülle (112) axial entlang der Längsachse (161) und/oder ein Abluftanschluss (122) an die Ablufthülle (114) in einem Winkel zur Längsachse (161), insbesondere seitlich, angeschlossen ist.
Luftführungseinrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Isolierung (115) die Ablufthülle (114) entlang eines Umfangs vollständig umgibt, insbesondere im Bereich der Raumhülle (105), wobei die Isolierung (115)und/oder die die Isolierung (115) einfassende Schutzhülle (116) entlang der Längsachse (161) insbesondere über die Raumhülle (105) hinaus ragt, sodass ein Aufbringen von zusätzlichen Schichten bis zu beispielsweise 0,5m Dicke, 0,7m Dicke oder Im Dicke zur Raumhülle (105) die Isolierung (115) entlang der Längsachse (161) nicht überragt.
Luftführungseinrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Zulufthülle (112), die Ablufthülle (114) und/oder die die Isolierung (115) einfassende Schutzhülle (116) ein Metall oder einen Edelstahl aufweist oder aufweisen, wobei insbesondere die Zulufthülle (112) eine Aluminiumlegierung aufweist.
Luftführungseinrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haube (131) an einer Außenseite des Raumes in Richtung einer Oberseite angeordnet ist und die Zuluftführung (111) gegenüber der Umgebung derart abschirmt, dass einfallende Fremdkörper und/oder einfallender Regen von der Zuluftführung (111) gegen ein Eindringen in die Zulufthülle (112) ferngehalten sind, wobei insbesondere ein Haubenring (133) die Zuluftführung (113) an einer Außenseite des Raumes derart umgibt, dass der Haubenring (133) in Richtung einer Oberseite angeordnet ist und die Abluftführung (113) gegenüber der Umgebung derart abschirmt, dass einfallende Fremdkörper und/oder einfallender Regen von der Abluftführung (113) gegen ein Eindringen in die Ablufthülle (114) ferngehalten sind.
Luftführungseinrichtung gemäß einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Zuluftführung (111) und der Abluftführung (113) ein Feuchteübertrager zugeordnet ist, sodass in einer durch die Abluftführung (113) geführten Abluft befindliche Feuchtigkeit zurückgehalten und in eine durch die Zuluftführung (111) geführte Zuluft übertragbar ist.
Lüftungsanordnung (331, 333, 361, 363) mit einer Luftführungseinrichtung (103, 331) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8 und einer Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung (361), wobei eine Zuluft der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung (361) durch die Zuluftführung (111) und eine Abluft der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung (361) durch die Abluftführung (113) geleitet ist.
Lüftungsanordnung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Luftführungseinrichtung (103, 331), insbesondere die Zulufthülle (112), die Ablufthülle (114), die Isolierung (115) und/oder die Schutzhülle (116), sich von der Raumhülle (105, 307) ganz oder teilweise bis zu einer Ebene (303) der Einrichtung zur kontrollierten Wohnraumlüftung (361) erstreckt oder erstrecken.